«Двойные технологии» № 102 (1/2023)

Статьи, опубликованные в журнале «Двойные технологии» № 102 (1/2023)

I. АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

УДК 347.779

ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СОЗДАНИЕМ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
DYNAMIC MODEL OF PROGRAM MANAGEMENT OF THE CREATION OF HIGH-TECH PRODUCTS

Аннотация. В статье представлена динамическая модель программного управления, учитывающая современные принципы и технологии синергетического управления.

Abstract. The article presents a dynamic model of program management, taking into account modern principles and technologies of synergetic management.

Ключевые слова. Сбалансирование, высокотехнологичная продукция, модель, технологическая программа.
Keywords. Balancing, high-tech products, model, technological program.

УДК 535.211:621.373.826

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОЛИМЕРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
NUMERICAL STUDY OF THE PROCESSES OF INTERACTION OF FREQUENCY-PULSE RADIATION WITH POLYMER MATERIALS

Аннотация. Представлены результаты теоретических исследований поведения полимерных композиционных материалов при воздействии частотно-импульсного излучения. Приводится сравнительный анализ непрерывного и частотно-импульсного режимов облучения. Результаты расчетов сравниваются с имеющимися в литературе экспериментальными данными.

Abstract. The results of theoretical studies of the behavior of polymer composite materials under the influence of frequency-pulse radiation are presented. A comparative analysis of continuous and pulse-frequency irradiation modes is given. The results of the calculations are compared with the exper-imental data available in the literature.

Ключевые слова. Полимерный материал, частотно-импульсное излучение, непрерывное излучение, математическое моделирование, эксперимент, разрушение, сравнение.
Keywords. Polymer material, pulse-frequency radiation, continuous radiation, mathematical modeling, experiment, destruction, comparison.

УДК 533.6.011.5: 533.95:621.373.826

НЕСТАЦИОНАРНЫЙ РАЗЛЕТ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ В СВЕРХЗВУКОВОМ ВОЗДУШНОМ ПОТОКЕ
UNSTEADY EXPANSION OF LASER PLASMA IN SUPERSONIC AIR FLOW

Аннотация. Рассматривается задача взаимодействия сверхзвукового газового потока с лазерной плазмой, образованной у поверхности плоской преграды. Задача решается численно, в двумерной постановке с помощью нестационарного метода крупных частиц, с использованием всех основных оптико-физических процессов. Показано, что наличие сверхзвукового потока вносит ряд качественных особенностей в процесс взаимодействия мощного импульсного излучения с веществом.

Abstract. The problem of interaction of a supersonic gas flow with a laser plasma formed at the surface of a flat barrier is considered. The problem is solved numerically, in a two-dimensional formulation, using the unsteady method of large particles, using all the basic optical-physical processes. It is shown that the presence of a supersonic flow introduces a number of qualitative features into the process of interaction of high-power pulsed radiation with matter.

Ключевые слова. Сверхзвуковой поток, плоская поверхность, импульсное излучение, лазерная плазма, разлет, взаимодействие, численное моделирование.
Key words. Supersonic flow, flat surface, pulsed radiation, laser plasma, scattering, interaction, numerical simulation.

УДК 519.254

РАСЧЕТ ЗАЩИЩЕННОГО УРОВНЯ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ В ЛИНЕЙНОЙ РЕГРЕССИОННОЙ МОДЕЛИ ПРИ НАЛИЧИИ СБОЕВ
CALCULATION OF THE PROTECTED LEVEL OF ESTIMATION ACCURACY IN A LINEAR REGRESSION MODEL IN THE PRESENCE OF FAILURES

Аннотация. Задача оценки вектора параметров в рамках линейной регрессионной модели решается с помощью метода наименьших квадратов, обеспечивающего получение наиболее точной линейной несмещенной оценки. Недостатком метода является его чувствительность к сбоям в измерениях, их наличие может привести к появлению сколь угодно большой ошибки в оценке вектора параметров. В статье рассматривается подход к решению задачи оценивания при наличии сбоев с использованием алгоритма контроля целостности измерений, который осуществляет поисксбоев в измерениях и исключает измерения, признанные сбойными, из уравнения наблюдения. Приведены теоретические основы построения алгоритма контроля целостности измерений, реализующего поисксбоев путем последовательной проверки заданного множества комбинаций измерений на наличие сбоя. Для оценки точности определения вектора параметров при наличии сбоев в условиях работы алгоритма контроля целостности введен показатель — защищенный уровень точности. Определен порядокрасчета защищенного уровня точности с использованием наихудшего сбоя для множества комбинаций измерений, проверяемых на сбой. Приведен алгоритм расчета наихудшего сбоя.

Abstract.The problem of parameter vector estimation within a linear regression model is solved using the least squares method, which provides the most accurate linear unbiased estimation. The disadvantage of the method is its sensitivity to measurement failures, the presence of which can lead to an arbitrarily large error in the estimation of the parameter vector. This article discusses an approach to solving the estimation problem in the presence of failures using a measurement integrity control algorithm, which searches for failures in measurements and excludes measurements found to be faulty from the observation equation. A theoretical basis for constructing a measurement integrity control algorithm, which implements a fault search by sequentially checking a given set of measurement combinations for the presence of a fault, is given. To estimate the accuracy of parameter vector determination in the presence of failures in the conditions of integrity control algorithm operation, the index — the protected level of accuracy — is introduced. The procedure for calculating the protected level of accuracy using the worst-case failure for a set of measurement combinations checked forfailure is defined. An algorithm for calculating the worst-case failure is given.

Ключевые слова. Матрица, вектор, регрессия, измерения, сбой, контроль, целостность, обнаружение, статистика, метод, отбраковка, точность, оценка.
Keywords. Matrix, vector, regression, measurements, failure, control, integrity, detection, statistics, method, rejection, accuracy, evaluation.

УДК 620.179.16

ТЕХНОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ВСТАВОК ПОРШНЯ ГАЗОМОТОКОМПРЕССОРА 1О ГКН
TECHNOLOGY OF CONTROL OF ANTIFRICTION INSERTS OF PISTON OF GAS ENGINE COMPRESSOR 10 GKN

Аннотация. Для повышения эксплуатационных характеристик поршней газотурбинных двигателей применяют различные способы выполнения антифрикционных вставок. Оценка состояния антифрикционных вставок поршней газомотокомпрессора 10ГКН важнейшая процедура для обеспечения их безопасной эксплуатации и продления ресурса. Контроль качества изготовления и эксплуатации антифрикционных вставок затруднен вследствие отсутствия оперативного неразрушающего метода диагностики.

Одной из практически решаемых задач оценки эксплуатационных характеристик поршней является исследование акустических свойств антифрикционных вставок, отражающих их прочностные кондиции. Справедливость этого утверждения в работе показана на специальных тестовых образцах поршня с антифрикционными вставками, изготовленных как газопламенным напылением, так и наплавлением. Представлены результаты применения ультразвуковой методики по оценке качества антифрикционных вставок поршня газомотокомпрессора 10ГКН. Исследование акустических свойств вставок проводилось с использованием промышленного ультразвукового дефектоскопа, что позволяет проводить измерения оперативно и непосредственно на производстве.

Полученные результаты могутбыть использованы какдля совершенствования методов контроля качества выполнения антифрикционных вставок поршней, так и для идентификации типа вставок при экспертизе технического состояния двигателя, бывшего в эксплуатации.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИПФ РАН на проведение фундаментальных научных исследований на 2021 -2023 гг. (тема № 0030-2021 -0025).

Abstract. То improve the performance characteristics of gas turbine engine pistons, various methods of performing antifriction inserts are used. Assessment of the condition of the antifriction inserts of the pistons of the 10GKN gas compressor is the most important procedure to ensure their safe operation and prolong the service life. Quality control of manufacturing and operation of antifriction inserts is difficult due to the lack of an operational non-destructive diagnostic method.

One of the practically solved problems of evaluating the operational characteristics of pistons is the study of the acoustic properties of antifriction inserts, reflecting their strength conditions. The validity of this statement in the work is shown on special test samples of a piston with antifriction inserts made by both flame spraying and surfacing.

The results of the application of ultrasound techniques to assess the quality of antifriction inserts of the piston of a 10GKN gas compressor are presented. The study of the acoustic properties of the inserts was carried out using an industrial ultrasonic flaw detector, which allows measurements to be carried out promptly and directly at production. The results obtained can be used both to improve quality control methods for performing antifriction inserts of pistons, and to identify the type of inserts during the examination of the technical condition of the engine that was in operation.

The work was carried out within the framework of the state task of the IAP RAS for fundamental scientific research for 2021-2023. (subject no. 0030-2021-0025).

Ключевые слова. Антифрикционная вставка, поверхностная упругая волна, дефектоскоп, газопламенное напыление, наплавка.
Keywords. Antifriction insert, surface elastic wave, flaw detector, flame spraying, surfacing.

УДК 534.21: 620.179.16

МЕТОД И РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН ДЛЯ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ
SIMULATION OF ACOUSTIC WAVES FOR EVALUATION OF THE STRESS-STRAIN STATE UNDER PLASTIC DEFORMATION

Аннотация. В статье рассмотрен вопрос установления взаимосвязи между напряженно-деформируемым состоянием конструкции и распространением ультразвуковой волны. Приводятся результаты экспериментальных исследований растяжения стали 10ХСНД и измерения скорости упругой волны при различных уровнях деформирования образца. В процессе численного моделирования определено напряженно-деформируемое состояние материала и установлена взаимосвязь между напряженно- деформируемым состоянием и скоростью распространения упругой волны. Для проверки соответствия создана конечно-элементная модель образца стали 10ХСНД с теми же геометрическими параметрами, что и при натурных испытаниях. Нагружение образца осуществлялось по схеме, аналогичной использованной при проведении эксперимента, учитывались пластические свойства через диаграмму растяжения в аналитическом виде. Для оценки достоверности и области применения моделей в форме уравнений, а также функциональной зависимости между деформацией и скоростью распространения упругой волны проведено численное исследование растяжения образца стали 10ХСНД по заданным механическим характеристикам. Расчет позволяет определить объемные деформации, возникающие в материале, на основе которых рассчитывается скорость упругой волны в зависимости от степени деформации. Численное моделирование проведено в ПО Comsol Multiphysics и выполнено сравнение полученных результатов с данными натурных экспериментов. В результате получены зависимости изменения скорости упругой волны от степени деформации при численном моделировании в ПО Comsol Multiphysics и при растяжении образцов стали 10ХСНД. Результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных позволяют сделать вывод о возможности использовать уравнения взаимосвязи объемной деформации и скорости упругой волны. Эти модели в форме уравнений, а также функциональной зависимости между деформацией и скоростью распространения упругой волны дают возможность качественно оценить скорость распространения упругой волны, что может быть использовано для предварительной оценки деформации образцов. Исследования выполнены в рамках госзадания ИПФ РАН на проведение фундаментальных научных исследований на 2021 — 2023 гг. по теме № 0030-2021 -0025.

Abstract. The article considers the issue of establishing the relationship between the stress-strain state of the structure and the propagation of an ultrasonic wave. The results of experimental studies of the stretching of 10KhSND steel and the measurement of the elastic wave velocity at various levels of deformation of the sample are presented. In the process of numerical simulation, the stress-strain state of the material is determined and the relationship between the stress-strain state and the elastic wave propagation velocity is established. To verify compliance, a finite element model of a 10KhSND steel sample with the same geometric parameters as in full-scale tests was created. The loading of the sample was carried out according to a scheme similar to that used during the experiment, plastic properties were taken into account through an analytical stretching diagram. To assess the degree of reliability of the applicability of the equations, as well as the relationship between the deformation and the propagation velocity of the elastic wave, a numerical study of the stretching of a 10KhSND steel sample according to specified mechanical characteristics was carried out. The calculation makes it possible to determine the volumetric deformations that occur in the material, on the basis of which the elastic wave velocity is calculated depending on the degree of deformation. Numerical simulation was carried out in Comsol Multiphysics software and the results obtained were compared with the data of field experiments. As a result, the dependences of the elastic wave velocity change on the degree of deformation are obtained during numerical modeling in Comsol Multiphysics software and during stretching of WKhSND steel samples. The results of the comparison of calculated and experimental data allow us to conclude that it is possible to use the equations of the relationship between volume deformation and elastic wave velocity. These equations make it possible to qualitatively estimate the propagation velocity of an elastic wave, which can be used for a preliminary assessment of the deformation of samples. The research was carried out as part of the state assignment of the IAP RAS for fundamental scientific research for 2021-2023. on this topic № 0030-2021-0025.

Ключевые слова. Объемная деформация, упругая вол на, образец, сталь 10ХСНД, численное моделирование.
Keywords. Volumetric deformation, elastic wave, sample, WKhSND steel, numerical simulation.

УДК 355

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГУСЕНИЧНОГО ДВИЖИТЕЛЯ С ГРУНТОМ ПРИ КРИВОЛИНЕЙНОМ ДВИЖЕНИИ
IMPROVED MATHEMATICAL MODEL OF INTERACTION OF A TRACKED MOTOR WITH GROUND DURING CURVILINEAR MOVEMENT

Аннотация. В статье авторы проанализировали существующие математические модели, описывающие процесс взаимодействия гусеничного движителя со слабым грунтом, описаны достоинства и недостатки некоторых моделей, а также предложены пути дальнейшей работы в данной области.

Abstract. In the article, the authors analyzed the existing mathematical models describing the process of interaction of a caterpillar mover with soft soil, described the advantages and disadvantages of some models, and also suggested ways for further work in this area.

Ключевые слова. Гусеничный движитель, криволинейное движение, поворот, расчетная схема.
Keywords. Caterpillar mover, curvilinear movement, turn, design scheme.

УДК 629.78

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ФОРМИРОВАНИЮ РАЦИОНАЛЬНОГО ПЛАНА ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРБИТ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЛУНЫ
A METHODOLOGICAL APPROACH ТО THE EXPEDIENT SCHEDULING OF MEASUREMENTS TO DETERMINE THE ORBITS OF LUNAR SATELLITES

Аннотация. Работа посвящена актуальной проблеме проектирования и оптимизации измерительных базисов при определении параметров орбит перспективных лунных миссий. Предлагается методический подход к построению рационального плана измерений лунных орбит путем выделения так называемых «базисных измерений» на множестве всех доступных сеансов в рамках минимаксной поставки задачи оценки вектора состояния КА. Описываются особенности программной реализации и верификации предложенного алгоритма. Для задачи определения орбит перспективных лунных КА демонстрируется рациональный характер решений, получаемых с его применением. Обсуждаются особенности подбора оптимальных расчетных параметров, повышающих эффективность получаемых решений.

Abstract. The paper is dedicated to the relevant problem of designing and optimizing measurement bases for the orbit determination during advanced lunar missions. The authors put forth a methodological approach to the expedient scheduling of lunar orbit measurements by means of selecting the so-called “basis measurements” on the set of all available sessions in terms of the minimax setting of the satellite state vector evaluation problem. The software implementation and verification of the proposed algorithm are expounded upon. The efficient nature of the resulting solutions is demonstrated for the advanced lunar satellite orbit determination problem. The particulars of adjusting the initial parameters to enhance the efficiency of the obtained solutions are discussed.

Ключевые слова. Искусственный спутник Луны, определение орбиты, дальномерные измерения, план измерений, измерительные станции, комплексирование измерительных базисов.
Keywords. Lunar Artificial Satellite, Orbit Determination, Range Measurements, Measurement Schedule, Tracking Stations, Integration of Measuring Bases.

УДК 001.8

К ВОПРОСУ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНОВ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ON THE ISSUE OF FORMING A PROGRAM OF SCIENTIFIC AND TECHNICAL DEVELOPMENT OF INTERNAL AFFAIRS BODIES OF THE RUSSIAN FEDERATION

Аннотация. Рассмотрен научно-методический подход для выработки предложений по направлениям научно-технического развития органов внутренних дел Российской Федерации, основанный на методологии планирования развития вооружения и военной техники, принятой в Министерстве обороны Российской Федерации.

Abstract. The article considers a scientific and methodological approach for developing proposals on the directions of scientific and technical development of the internal affairs bodies of the Russian Federation, based on the methodology for planning the development of weapons and military equipment adopted by the Ministry of Defense of the Russian Federation.

Ключевые слова. Научно-техническое развитие, вооружение, специальная техника и связь, органы внутренних дел Российской Федерации, программа вооружения, государственный оборонный заказ.
Key words. Scientific and technical development, armament, special equipment and communications, internal affairs bodies of the Russian Federation, armament program, state defense order.

II. РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

УДК 006.91

К ОЦЕНКЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЗНАЧИМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ. АНАЛИЗ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ
ON THE EVALUATION OF THE INFORMATIONAL SIGNIFICANCE OF THE RESULTS OF MEASUREMENTS DURING FLIGHT TESTS. ANALYSIS OF REGULATORY DOCUMENTS

Аннотация. Проведен анализ действующих нормативных правовых актов, охватывающих все важнейшие аспекты метрологического обеспечения, касающихся обеспечения единства измерений, поверки средств измерений и аттестации эталонов единиц величин. Установлено, что существующая нормативная база позволяет сформировать облик системы измерений при проведении испытаний, однако требования к оценкам тех или иных характеристик, параметров и состояний испытываемых образцов не обосновываются, исходя из возможностей средств измерений.

Abstract. An analysis of the current regulatory legal acts has been carried out, covering all the most important aspects of metrological support, relating to ensuring the uniformity of measurements, verification of measuring instruments and certification of measurement standards. It has been established that the existing regulatory framework makes it possible to form the appearance of a measurement system during testing, however, the requirements for assessing certain characteristics, parameters and states of the tested samples are not justified based on the capabilities of measuring instruments.

Ключевые слова. Анализ, измерение, информация, испытание, метрология, оценка, погрешность, система, состояние.
Keywords. Analysis, measurement, information, testing, metrology, evaluation, error, system, condition.

УДК 006.91

К ОЦЕНКЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЗНАЧИМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ. ОСНОВНЫЕ ТЕРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ON THE EVALUATION OF THE INFORMATIONAL SIGNIFICANCE OF THE RESULTS OF MEASUREMENTS DURING FLIGHT TESTS. MAIN THEORETICAL PROVISIONS

Аннотация. Рассмотрены вопросы влияния информационной значимости результатов измерений на оценки параметров и состояний динамических систем. Представлены варианты принятия решений о модернизации и дооснащения средств полигонного измерительного комплекса.

Abstract. The issues of the influence of the information significance of the measurement results on the estimates of the parameters and states of dynamic systems are considered. Options for making decisions on the modernization and re-equipment of the means of the polygon measuring complex are presented.

Ключевые слова. Анализ, измерение, информация, испытание, модель, оценка, погрешность, состояние.
Keywords. Analysis, measurement, information, test, model, evaluation, error, state.

III. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

УДК 004.89

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА ВРЕДОНОСНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
THE USE OF MALICIOUS SOFTWARE IN ARTIFICIAL INTELLIGENCE TECHNOLOGY

Аннотация. В статье рассматриваются некоторые технологии искусственного интеллекта, которые могут использоваться киберпреступниками для совершения противоправных действий. Особое вниманиеуделено описанию использованию злоумышленниками технологии искусственного интеллекта для повышения эффективности вредоносных программ.

Abstract. The article discusses some artificial intelligence technologies that can be used by cybercriminals to commit illegal actions. Special attention is paid to the description of the use of artificial intelligence technology by attackers to increase the effectiveness of malware.

Ключевые слова. Технологии искусственного интеллекта, вредоносное программное обеспечение, машинное обучение.
Keywords. Artificial intelligence technologies, malicious software, machine learning.

УДК 004.056

ПОДХОД К ОЦЕНИВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКИМИ ПЕРЕВОЗКАМИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
APPROACH ТО THE ASSESSMENT OF THE INFORMATION SECURITY OF AUTOMATED PASSENGER CONTROL SYSTEMSRAIL TRANSPORT

Аннотация. Рассмотрен подход к решению задачи оценки информационной безопасности автоматизированной системы управления пассажирскими перевозками железнодорожного транспорта путем перехода от традиционных оценок свойств безопасности информации (конфиденциальность, доступность, целостность) к оценке безопасности критических бизнес — процессов.

Abstract. The article discusses the basics of pedagogical design of automated training systems that ensure the technologization of automated training sessionsand their implementation, taking into account the leading representative system of students. This training is considered from the standpoint of information theory, systems theory, management theory, pedagogy and pedagogical psychology, computer science, system engineering and ergonomics.

Ключевые слова. Информационная безопасность, критическая информационная инфраструктура, компьютерные атаки, критические процессы, функциональны задачи, показатели качества функционирования.
Keywords. Information security, critical information infrastructure, computer attacks, critical processes, functional tasks, performance indicators.